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    <title> - 天地维杰网</title>
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    <blockquote>
<p>原文地址：<a href="https://ost.51cto.com/posts/12719">https://ost.51cto.com/posts/12719</a></p>
</blockquote>

<p>作者 |Dr Hydra
来源 | 码农参上（ID：CODER_SANJYOU）</p>

<p>哈喽大家好啊，我是Hydra。</p>

<p>在前面的文章中，我们介绍了Redis6.0中的新特性客户端缓存client-side caching，通过telnet连接模拟客户端，测试了三种客户端缓存的工作模式，这篇文章我们就来点硬核实战，看看客户端缓存在java项目中应该如何落地。</p>

<p><strong>铺垫</strong></p>

<p>首先介绍一下今天要使用到的工具Lettuce，它是一个可伸缩线程安全的redis客户端。多个线程可以共享同一个RedisConnection，利用nio框架Netty来高效地管理多个连接。</p>

<p>放眼望向现在常用的redis客户端开发工具包，虽然能用的不少，但是目前率先拥抱redis6.0，支持客户端缓存功能的却不多，而lettuce就是其中的领跑者。</p>

<p>我们先在项目中引入最新版本的依赖，下面正式开始实战环节：</p>
<div class="highlight"><pre style="background-color:#f8f8f8;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4"><code class="language-fallback" data-lang="fallback">&lt;dependency&gt;
    &lt;groupId&gt;io.lettuce&lt;/groupId&gt;
    &lt;artifactId&gt;lettuce-core&lt;/artifactId&gt;
    &lt;version&gt;6.1.8.RELEASE&lt;/version&gt;
&lt;/dependency&gt;</code></pre></div>
<p><strong>实战</strong></p>

<p>在项目中应用lettuce，开启并使用客户端缓存功能，只需要下面这一段代码：</p>
<div class="highlight"><pre style="background-color:#f8f8f8;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4"><code class="language-fallback" data-lang="fallback">public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    // 创建 RedisClient 连接信息
    RedisURI redisURI= RedisURI.builder()
            .withHost(&#34;127.0.0.1&#34;)
            .withPort(6379)
            .build();
    RedisClient client = RedisClient.create(redisURI);
    StatefulRedisConnection&lt;String, String&gt; connect = client.connect();
    
    Map&lt;String, String&gt; map = new HashMap&lt;&gt;();
    CacheFrontend&lt;String,String&gt; frontend=ClientSideCaching.enable(CacheAccessor.forMap(map),
            connect, TrackingArgs.Builder.enabled().noloop());

    String key=&#34;user&#34;;
    while (true){
        String value = frontend.get(key);
        System.out.println(value);
        TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
    }
}</code></pre></div>
<p>上面的代码主要完成了几项工作：</p>

<ul>
<li>通过RedisURI配置redis连接的标准信息，并建立连接</li>
<li>创建用于充当本地缓存的Map，开启客户端缓存功能，建立一个缓存访问器CacheFrontend</li>
<li>在循环中使用CacheFrontend，不断查询同一个key对应的值并打印</li>
</ul>

<p>启动上面的程序，控制台会不断的打印user对应的缓存，在启动一段时间后，我们在其他的客户端修改user对应的值，运行的结果如下：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629181446.png" width = 500 /> </div>

<p>可以看到，在其他客户端修改了key所对应的值后，打印结果也发生了变化。但是到这里，我们也不知道lettuce是不是真的使用了客户端缓存，虽然结果正确，但是说不定是它每次都重新执行了get命令呢?</p>

<p>所以我们下面来看看源码，分析一下具体的代码执行流程。</p>

<p><strong>分析</strong></p>

<p>在上面的代码中，最关键的类就是CacheFrontend了，我们再来仔细看一下上面具体实例化时的语句：</p>
<div class="highlight"><pre style="background-color:#f8f8f8;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4"><code class="language-fallback" data-lang="fallback">CacheFrontend&lt;String,String&gt; frontend=ClientSideCaching.enable(
        CacheAccessor.forMap(map),
        connect,
        TrackingArgs.Builder.enabled().noloop()
);</code></pre></div>
<p>首先调用了ClientSideCaching的enable()方法，我们看一下它的源码：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629181519.png" width = 900 /> </div>

<p>解释一下传入的3个参数：</p>

<ul>
<li>CacheAccessor：一个定义对客户端缓存进行访问接口，上面调用它的forMap方法返回的是一个MapCacheAccessor，它的底层使用的我们自定义的Map来存放本地缓存，并且提供了get、put、evict等方法操作Map</li>
<li>StatefulRedisConnection：使用到的redis连接</li>
<li>TrackingArgs：客户端缓存的参数配置，使用noloop后不会接收当前连接修改key后的通知</li>
</ul>

<p>向redis服务端发送开启tracking的命令后，继续向下调用create()方法：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629181546.png" width = 900 /> </div>

<p>这个过程中实例化了一个重要对象，它就是实现了RedisCache接口的DefaultRedisCache对象，实际向redis执行查询时的get请求、写入的put请求，都是由它来完成。</p>

<p>实例化完成后，继续向下调用同名的create()方法：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629181627.png" width = 900 /> </div>

<p>在这个方法中，实例化了ClientSideCaching对象，注意一下传入的两个参数，通过前面的介绍也很好理解它们的分工：</p>

<ul>
<li>当本地缓存存在时，直接从CacheAccessor中读取</li>
<li>当本地缓存不存在时，使用RedisCache从服务端读取</li>
</ul>

<p>需要额外注意一下的是返回前的两行代码，先看第一句(行号114的那行)。</p>

<p>这里向RedisCache添加了一个监听，当监听到类型为invalidate的作废消息时，拿到要作废的key，传递给消费者。一般情况下，keys中只会有一个元素。</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629181701.png" width = 900 /> </div>

<p>消费时会遍历当前ClientSideCaching的消费者列表invalidationListeners：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629181725.png" width = 900 /> </div>

<p>而这个列表中的所有，就是在上面的第二行代码中(行号115的那行)添加的，看一下方法的定义：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629181754.png" width = 900 /> </div>

<p>而实际传入的方法引用则是下面MapCacheAccessor的evict()方法，也就是说，当收到key作废的消息后，会移除掉本地缓存Map中缓存的这个数据。</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629181835.png" width = 500 /> </div>

<p>客户端缓存的作废逻辑我们梳理清楚了，再来看看它是何时写入的，直接看ClientSideCaching的get()方法：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629181822.png" width = 500 /> </div>

<p>可以看到，get方法会先从本地缓存MapCacheAccessor中尝试获取，如果取到则直接返回，如果没有再使用RedisCache读取redis中的缓存，并将返回的结果存入到MapCacheAccessor中。</p>

<p><strong>图解</strong></p>

<p>源码看到这里，是不是基本逻辑就串联起来了，我们再画两张图来梳理一下这个流程。先看get的过程：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629181904.png" width = 600 /> </div>

<p>再来看一下通知客户端缓存失效的过程：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629181930.png" width = 600 /> </div>

<p>怎么样，配合这两张图再理解一下，是不是很完美?</p>

<p>其实也不是…回忆一下我们之前使用两级缓存Caffeine+Redis时，当时使用的通知机制，会在修改redis缓存后通知所有主机修改本地缓存，修改成为最新的值。目前的lettuce看来，显然不满足这一功能，只能做到作废删除缓存但是不会主动更新。</p>

<p><strong>扩展</strong></p>

<p>那么，如果想实现本地客户端缓存的实时更新，我们应该如何在现在的基础上进行扩展呢?仔细想一下的话，思路也很简单：</p>

<ul>
<li>首先，移除掉lettuce的客户端缓存本身自带的作废消息监听器</li>
<li>然后，添加我们自己的作废消息监听器</li>
</ul>

<p>回顾一下上面源码分析的图，在调用DefaultRedisCache的addInvalidationListener()方法时，其实是调用的是StatefulRedisConnection的addListener()方法，也就是说，这个监听器其实是添加在redis连接上的。</p>

<p>如果我们再看一下这个方法源码的话，就会发现，在它的附近还有一个对应的removeListener()方法，一看就是我们要找的东西，准备用它来移除消息监听。</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629182012.png" width = 500 /> </div>

<p>不过再仔细看看，这个方法是要传参数的啊，我们明显不知道现在里面已经存在的PushListener有什么，所以没法直接使用，那么无奈只能再接着往下看看这个pushHandler是什么玩意…</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629182028.png" width = 500 /> </div>

<p>通过注释可以知道，这个PushHandler就是一个用来操作PushListener的处理工具，虽然我们不知道具体要移除的PushListener是哪一个，但是惊喜的是，它提供了一个getPushListeners()方法，可以获取当前所有的监听器。</p>

<p>这样一来就简单了，我上来直接清除掉这个集合中的所有监听器，问题就迎刃而解了~</p>

<p>不过，在StatefulRedisConnectionImpl中的pushHandler是一个私有对象，也没有对外进行暴露，想要操作起来还是需要费上一点功夫的。下面，我们就在分析的结果上进行代码的修改。</p>

<p><strong>魔改</strong></p>

<p>首先，我们需要自定义一个工具类，它的主要功能是操作监听器，所以就命名为ListenerChanger好了。它要完成的功能主要有三个：</p>

<ul>
<li>移除原有的全部消息监听</li>
<li>添加新的自定义消息监听</li>
<li>更新本地缓存MapCacheAccessor中的数据</li>
</ul>

<p>首先定义构造方法，需要传入StatefulRedisConnection和CacheAccessor作为参数，在后面的方法中会用到，并且创建一个RedisCommands，用于后面向redis服务端发送get命令请求。</p>
<div class="highlight"><pre style="background-color:#f8f8f8;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4"><code class="language-fallback" data-lang="fallback">public class ListenerChanger&lt;K, V&gt; {
    private StatefulRedisConnection&lt;K, V&gt; connection;
    private CacheAccessor&lt;K, V&gt; mapCacheAccessor;
    private RedisCommands&lt;K, V&gt; command;
    public ListenerChanger(StatefulRedisConnection&lt;K, V&gt; connection,
                           CacheAccessor&lt;K, V&gt; mapCacheAccessor) {
        this.connection = connection;
        this.mapCacheAccessor = mapCacheAccessor;
        this.command = connection.sync();
    }  
    //其他方法先省略……
}</code></pre></div>
<p><strong>移除监听</strong></p>

<p>前面说过，pushHandler是一个私有对象，我们无法直接获取和操作，所以只能先使用反射获得。PushHandler中的监听器列表存储在一个CopyOnWriteArrayList中，我们直接使用迭代器移除掉所有内容即可。</p>
<div class="highlight"><pre style="background-color:#f8f8f8;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4"><code class="language-fallback" data-lang="fallback">public void removeAllListeners() {
    try {
        Class connectionClass = StatefulRedisConnectionImpl.class;
        Field pushHandlerField = connectionClass.getDeclaredField(&#34;pushHandler&#34;);
        pushHandlerField.setAccessible(true);
        PushHandler pushHandler = (PushHandler) pushHandlerField.get(this.connection);
        CopyOnWriteArrayList&lt;PushListener&gt; pushListeners
                = (CopyOnWriteArrayList) pushHandler.getPushListeners();
        Iterator&lt;PushListener&gt; it = pushListeners.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            PushListener listener = it.next();
            pushListeners.remove(listener);
        }
    } catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}</code></pre></div>
<p><strong>添加监听</strong></p>

<p>这里我们模仿DefaultRedisCache中addInvalidationListener()方法的写法，添加一个监听器，除了最后处理的代码基本一致。对于监听到的要作废的keys集合，另外启动一个线程更新本地数据。</p>
<div class="highlight"><pre style="background-color:#f8f8f8;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4"><code class="language-fallback" data-lang="fallback">public void addNewListener() {
    this.connection.addListener(new PushListener() {
        @Override
        public void onPushMessage(PushMessage message) {
            if (message.getType().equals(&#34;invalidate&#34;)) {
                List&lt;Object&gt; content = message.getContent(StringCodec.UTF8::decodeKey);
                List&lt;K&gt; keys = (List&lt;K&gt;) content.get(1);
                System.out.println(&#34;modifyKeys:&#34;+keys);

                // start a new thread to update cacheAccessor
                new Thread(()-&gt; updateMap(keys)).start();
            }
        }
    });
}1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.</code></pre></div>
<p><strong>本地更新</strong></p>

<p>使用RedisCommands重新从redis服务端获取最新的数据，并更新本地缓存mapCacheAccessor中的数据。</p>
<div class="highlight"><pre style="background-color:#f8f8f8;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4"><code class="language-fallback" data-lang="fallback">private void updateMap(List&lt;K&gt; keys){
    for (K key : keys) {
        V newValue = this.command.get(key);
        System.out.println(&#34;newValue:&#34;+newValue);
        mapCacheAccessor.put(key, newValue);
    }
}</code></pre></div>
<p>至于为什么执行这个方法时额外启动了一个新线程，是因为我在测试中发现，当在PushListener的onPushMessage方法中执行RedisCommands的get()方法时，会一直取不到值，但是像这样新启动一个线程就没有问题。</p>

<p><strong>测试</strong></p>

<p>下面，我们来写一段测试代码，来测试上面的改动。</p>
<div class="highlight"><pre style="background-color:#f8f8f8;-moz-tab-size:4;-o-tab-size:4;tab-size:4"><code class="language-fallback" data-lang="fallback">public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
 // 省略之前创建连接代码……
    
    Map&lt;String, String&gt; map = new HashMap&lt;&gt;();
    CacheAccessor&lt;String, String&gt; mapCacheAccessor = CacheAccessor.forMap(map);
    CacheFrontend&lt;String, String&gt; frontend = ClientSideCaching.enable(mapCacheAccessor,
            connect,
            TrackingArgs.Builder.enabled().noloop());
    ListenerChanger&lt;String, String&gt; listenerChanger
            = new ListenerChanger&lt;&gt;(connect, mapCacheAccessor);
    // 移除原有的listeners
    listenerChanger.removeAllListeners();
    // 添加新的监听器
    listenerChanger.addNewListener();
    String key = &#34;user&#34;;
    while (true) {
        String value = frontend.get(key);
        System.out.println(value);
        TimeUnit.SECONDS.sleep(30);
    }
}</code></pre></div>
<p>可以看到，代码基本上在之前的基础上没有做什么改动，只是在创建完ClientSideCaching后，执行了我们自己实现的ListenerChanger的两个方法。先移除所有监听器、再添加新的监听器。下面我们以debug模式启动测试代码，简单看一下代码的执行逻辑。</p>

<p>首先，在未执行移除操作前，pushHandler中的监听器列表中有一个监听器：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629182103.png" width = 600 /> </div>

<p>移除后，监听器列表为空：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629182135.png" width = 600 /> </div>

<p>在添加完自定义监听器、并且执行完第一次查询操作后，在另外一个redis客户端中修改user的值，这时PushListener会收到作废类型的消息监听：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629182155.png" width = 600 /> </div>

<p>启动一个新线程，查询redis中user对应的最新值，并放入cacheAccessor中：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629182225.png" width = 600 /> </div>

<p>当循环中CacheFrontend的get()方法再被执行时，会直接从cacheAccessor中取到刷新后的值，不需要再次去访问redis服务端了：</p>

<div  align="center"><img src="https://wejack639.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/blogimages/img/20220629182243.png" width = 600 /> </div>

<p><strong>总结</strong></p>

<p>到这里，我们基于lettuce的客户端缓存的基本使用、以及在这个基础上进行的魔改就基本完成了。可以看到，lettuce客户端已经在底层封装了一套比较成熟的API，能让我们在将redis升级到6.0以后，开箱即用式地使用客户端缓存这一新特性。在使用中，不需要我们关注底层原理，也不用做什么业务逻辑的改造，总的来说，使用起来还是挺香的。</p>

    </div>
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    <p class="site-author-name" itemprop="name">不与天斗Domino</p>
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        Programmer &amp; Architect</p>
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